Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T23:07:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / CORBA é uma infra-estrutura de middleware emergente com padronização aberta que está recebendo uma grande aceitação por facilitar a programação de objetos distribuídos. CORBA está sendo estendido através da especificação de interfaces e abstrações necessárias para suportar aplicações com restrições temporais. Essas novas abstrações habilitarão uma variedade de modelos de programação para aplicações de tempo real. O presente trabalho aborda o desenvolvimento de um modelo de programação adaptativo para aplicações distribuídas de tempo real usando conceitos CORBA. O modelo combina a técnica de invocação envolvendo polimorfismo temporal com a garantia (m,k)-firm.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T19:47:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 270310.pdf: 687729 bytes, checksum: 3142cd72b387e1729623ca7faf587b32 (MD5) / Esta dissertac¸ #ao prop#oe uma infraestrutura para alocac¸ #ao din#amica de tempo de processador em aplicac¸ #oes tempo real multi-modais. A infraestrutura distribui reservas de banda usando modelos de otimizac¸ #ao que podem ser combinados e estendidos para contemplar as necessidades do sistema. Uma vez que a natureza das aplicac¸ #oes varia, diversos modelos s#ao propostos de forma a suportar modos de operac¸ #ao discretos, cont´ýnuos ou h´ýbridos e otimizar um dado crit´erio de desempenho global do sistema ou a justic¸a entre tarefas. Os modelos s#ao generalizac¸ #oes de variada complexidade para o problema da mochila, para os quais algoritmos exatos, heur´ýsticas com garantias de desempenho e esquemas de aproximac¸ #ao em tempo polinomial s#ao propostos. Para fins de avaliac¸ #ao, a infraestrutura foi aplicada no sistema de vis#ao controle e navegac¸ #ao de um rob#o m´ovel, e tamb´em num decodificador multim´ýdia real. Ambas s#ao aplicac¸ #oes que capturam a natureza das tarefas que esta infraestrutura busca suportar. / This dissertation proposes a framework for dynamic, value-based processor time allocation in multi-modal real-time applications. The framework distributes time reservations using optimization models that can be combined and extended to meet the system#s needs. Because the nature of applications varies, several models were proposed to handle discrete, continuous or hybrid modes of operation and optimize task fairness or a given criterion of optimal system performance. The models range from simple to complex generalizations of the knapsack problem for which exac algorithms, heuristics with performance guarantees, and polynomial-time approximation schemes were proposed. As a means of evaluation, the framework was applied to the vision, control and guidance systems on a mobile robot and to a real multimedia decoder, applications that capture the nature of the tasks this framework aims to support.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-22T14:50:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 229254.pdf: 2122573 bytes, checksum: a43d7e8dfffdf45277d2339f63bce8ad (MD5) / Neste trabalho é realizado o estudo e a implementação de um sistema tempo-real embarcado para realizar o controle de seguimento de trajetória em veículos autônomos. O sistema desenvolvido emprega técnica de controle preditivo baseado em modelo, sendo destinado ao controle do comportamento cinemático e também do comportamento dinâmico do veículo. O controle do comportamento cinemático é baseado em modelo linearizado utilizando sistema de coordenadas locais e técnica de geração de trajetórias de aproximação, buscando uma condução suave e factível. O controle do comportamento dinâmico é destinado a aplicações de alto desempenho. O projeto e a implementação do sistema em questão foram desenvolvidos com base no paradigma de orientação a objetos visando a obtenção de código modular e de fácil manutenção, e que apresente estrutura lógica favorável à reutilização de software e à portabilidade. Realizou-se também uma análise criteriosa das restrições temporais do sistema, por ser este um sistema de tempo-real. Através de ensaios experimentais em diferentes plataformas comprova-se a eficiência do sistema embarcado desenvolvido, tanto em termos das técnicas de controle como da estruturação da aplicação. This work presents design and implementation of a real-time embedded system for path following on autonomous vehicle applications. The system uses Model Based Predictive Control algorithm and can be applied to control the kinematic and the dynamic behavior of autonomous vehicles. The kinematic behavior control is based on a linearized model using local frame coordinates and approaching path, to get smooth and feasible guidance. The dynamic behavior control is destined to high performance applications. The system's design and implementation process is based on the object-orientated paradigm, aiming for modularity, maintainability, extensibility, and reusability of the system software. Furthermore, the design process was driven to design the system in a platform-independent manner. Due to real-time caracteristics, detailed time constrains analysis are also performed. Experimental tests were performed to validate the system's eficiency regarding the control technique as far as the application structuring.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-22T15:43:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Apresenta-se uma metodologia para modelagem e análise de sistemas de tempo real com escalonamento utilizando técnicas de verificação de propriedades no contexto do projeto Topcased. Entre as linguagens para descrição de sistemas adotadas em tal projeto, adota-se V-Cotre. A Rede de Petri Temporal com Stopwatch (RPT-Sw) é utilizada como formalismo para exprimir as aplicações de tempo real e os mecanismos de escalonamento. As ferramentas de análise e verificação de Tina para este formalismo servem de base para abordagem proposta. Para validar as proposições apresentadas, três escalonadores clássicos são modelados: Rate Monotonic, Immediate Priority Ceiling Protocol e Earliest Deadline First; mas apenas os dois primeiros são verificados. Constatam-se limitações da linguagem V-Cotre para representação de algumas características destes sistemas e sugere-se um enriquecimento da linguagem como solução para esta limitação. Como a tradução da linguagem V-Cotre para o formalismo de base da verificação ainda não está completamente terminada, modelos simples em RPT-Sw são construídos manualmente para verificação dos dois primeiros tipos de escalonamento citados. Sugere-se um novo formalismo baseado em RPT-Sw de forma a permitir a representação completa destes sistemas. Os resultados de verificações sobre estes modelos com a ferramenta Tina demonstram que a abordagem baseada na verificação produz resultados equivalentes aos dos testes de escalonamento clássicos, sendo que estes podem ser eventualmente complexos em sistemas com muitas tarefas e recursos aninhados. Além disso, os testes efetuados permitem visualizar diversas análises em um nível de abstração "com escalonamento", de forma a aperfeiçoar a utilização de material, permitindo melhores escolhas de tempos relativos aos sistemas de tempo real.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-22T20:38:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 226008.pdf: 721583 bytes, checksum: 0644ee5a5d3b277c4e6abe29a4298356 (MD5) / Este trabalho propõe uma nova abordagem para aplicações de TV Digital. Esta abordagem estende o modelo de Xlet adicionando características tempo real leves (soft real-time) através da utilização da Real-Time Specification for Java (RTSJ) na implementação das Xlets. São apresentadas as vantagens da utilização desta nova abstração, e algumas formas de implementá-la. Visando a sua implementação em aplicações com restrições temporais leves em ambientes sujeitos a sobrecargas, são propostas três técnicas de escalonamento adaptativo: (i) um modelo de tarefas (m,k)-firm e política de escalonamento DBP (Distance Based Priority); (ii) flexibilização do período; e (iii) uso de componentes opcionais (computação imprecisa). Diversos experimentos foram efetuados visando validar o uso da RTXlet em cada uma dessas técnicas.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-23T07:39:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 246664.pdf: 2657579 bytes, checksum: a8b76e320bb0b47deb5f0bcbb64a26d6 (MD5) / O presente trabalho aborda o desenvolvimento de um modelo computacional para aplicações baseadas em agentes móveis imprecisos com restrição temporal, considerando a definição dinâmica do itinerário e seu impacto no tempo de resposta da missão. Neste modelo computacional cada agente possui certa flexibilidade na definição de seu itinerário. Esta flexibilidade está relacionada com características dos recursos. Para auxiliar o agente na definição de seu itinerário são propostas heurísticas. Cada heurística confere ao agente um comportamento distinto que, baseado nas diferentes características de cada recurso, é utilizado pelo agente móvel na definição do itinerário. Essas heurísticas podem ser utilizadas individualmente ou em pares/trios (através do uso de clones). Heurísticas mais elaboradas também foram propostas, capazes de escolher seu comportamento considerando um histórico de benefícios conseguidos em execuções passadas do agente móvel. O agente usa adaptação na partida. Uma vez escolhido o comportamento para a missão em questão, ele prossegue com este comportamento até o final da missão. Para realizar a escolha do comportamento foi utilizada probabilidade condicional baseada nas características do ambiente (sistema distribuído) e nos últimos eventos (histórico). As heurísticas propostas foram avaliadas através de simulações.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-23T21:22:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 252246.pdf: 1232707 bytes, checksum: fc444f67489ad12b2dbb5ad8e8cf777c (MD5) / Este trabalho trata do problema de previsão de perda de deadline em sistemas distribuídos de tempo real. O contexto do trabalho refere-se aos sistemas com restrições temporais não críticas. O objetivo é fornecer mecanismos de previsão de perda de deadline para melhorar o desempenho desses sistemas. São propostos diferentes mecanismos para sistemas construídos a partir de threads distribuídas. Para tanto, define-se um modelo de tarefas e uma arquitetura de sistema. O modelo de tarefas é constituído de tarefas locais periódicas com deadlines críticos e tarefas distribuídas aperiódicas com deadlines firmes. A arquitetura de sistema, presente em cada nodo, é composta por uma tarefa interceptadora e uma tarefa servidora, além de tarefas periódicas locais. A seguir, os mecanismos de previsão de perda de deadlines propostos são descritos. O mecanismo baseado em Milestones utiliza restrições temporais da thread distribuída para definir um tempo de resposta estimado (um milestone). O mecanismo de previsão baseado na folga restante (FR) considera as execuções condicionais da thread distribuída para fins de previsão. O mecanismo Aperiodic Server Queue Length (ASQ) utiliza informações a respeito da carga computacional do sistema, além de informações a respeito da thread distribuída. Os mecanismos propostos foram avaliados através de simulações, considerando diferentes contextos de execução. Os resultados mostram que os mecanismos FR e ASQ geram melhores previsões que o mecanismo baseado em Milestones. De uma maneira geral, os mecanismos de previsão fornecem uma estratégia adequada para melhorar o comportamento do sistema, porque permitem a antecipação de decisões acerca das medidas necessárias para aumentar seu desempenho.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T05:52:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 257009.pdf: 1184312 bytes, checksum: 2687d72b90c78c1ad6ef9dc6e59f2774 (MD5) / Esta tese apresenta um novo modelo de tarefas para expressar requisitos temporais que não podem ser facilmente representados em termos de deadlines e períodos. Neste modelo, tarefas são divididas em segmentos A, B e C. O segmento A é responsável por realizar algumas computações e após seu término explicitar o intervalo de tempo dentro do qual o segmento B deve executar para cumprir alguns requisitos de aplicação. Finalmente, após a execução de B o segmento C é liberado para executar. A execução do segmento B é válida se realizada dentro daquele intervalo de tempo; caso contrário, sua contribuição pode ser considerada sem valor para sua tarefa. O modelo utiliza funções benefício para indicar quando a ação deve ser executada para obtenção do máximo benefício. Soluções da literatura de tempo real são adaptadas e integradas para produzir uma solução de escalonamento para este problema. Como resultado, foram criadas algumas abordagens (síncronas e assíncronas) desenvolvidas especificamente para o modelo. Testes de escalonabilidade offline foram desenvolvidos para cada abordagem. Estes testes, além de um resposta aceita/rejeita, fornecem um limite inferior e superior para a qualidade que será obtida pelo segmento B em tempo de execução. No decorrer do trabalho, foram realizadas diversas contribuições à área de tempo real, em específico na área de algoritmos de atribuição de prioridades, redução do pessimismo no tempo de resposta de segmentos não preemptivos e na análise de melhor momento de liberação para os segmentos B.

Submitted by Diogo Barreiros (diogo.barreiros@ufba.br) on 2017-02-09T18:58:07Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_reconfiguracao_com_seg.pdf: 1376143 bytes, checksum: 3ee6bade31c4ac64861d412960df6f9a (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-02-10T11:38:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dissertacao_reconfiguracao_com_seg.pdf: 1376143 bytes, checksum: 3ee6bade31c4ac64861d412960df6f9a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-10T11:38:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_reconfiguracao_com_seg.pdf: 1376143 bytes, checksum: 3ee6bade31c4ac64861d412960df6f9a (MD5) / Sistemas modernos de controle e supervisão são caracterizados pela utilização de componentes de prateleira (Commercial off-the-shelf - COTS), como componentes de rede, sistemas operacionais e middlewares, visando à otimização de custos e reutilização. Um dos aspectos cruciais em tais sistemas é sua capacidade de se adaptar a mudanças no ambiente computacional ou novos requisitos da aplicação. A plataforma ARCOS - Architecture for Control and Supervision, baseada em componentes de tempo-real, foi desenvolvida no Laboratório de Sistemas Distribuídos (LaSiD), no âmbito do Programa de Pós-Graduaçào em Mecatrônica da Universidade Federal da Bahia, para atender a essas novas demandas de sistemas industriais de controle e supervisão. Nesse trabalho, é apresentado o serviço de reconfiguração dinâmica desenvolvido para sistemas baseados em componentes, que permite modificar a composição de uma aplicação em tempo de execução, procurando minimizar o impacto em partes do sistema não envolvidas na reconfiguração em questão. É descrita a utilização desse serviço na reconfiguração de duas variações de uma aplicação de controle baseada em componentes: uma delas desenvolvida sem o emprego do ARCOS e uma outra em que esse framework é empregado. Adicionalmente, são apresentados experimentos realizados com o objetivo de avaliar o impacto da reconfiguração nas aplicações alvo.

Submitted by Kleber Silva (kleberbs@ufba.br) on 2017-05-31T19:17:00Z No. of bitstreams: 1 Ernesto Massa - Tese.pdf: 1801835 bytes, checksum: 8f11ff14bc272ec3af4ab83c894eb5db (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-06-06T14:41:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Ernesto Massa - Tese.pdf: 1801835 bytes, checksum: 8f11ff14bc272ec3af4ab83c894eb5db (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-06T14:41:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ernesto Massa - Tese.pdf: 1801835 bytes, checksum: 8f11ff14bc272ec3af4ab83c894eb5db (MD5) / Sistemas de tempo real se caracterizam não somente pela necessidade do seu correto processamento lógico, mas também por terem que atender requisitos temporais, sendo a ordem escolhida para a execução das suas tarefas um aspecto particularmente relevante. Quando estes sistemas são classificados como críticos, o atendimento dos requisitos temporais é obrigatório, sob a pena de consequências catastróficas. A recente proliferação de sistemas computacionais compostos por múltiplos processadores fez com que as estratégias de escalonamento consolidadas para sistemas com uma única unidade de processamento, porém ineficientes para ambientes com múltiplos processadores, tivessem que ser substituídas por novas estratégias. As duas abordagens inicialmente adotadas, particionada e global, apresentaram problemas de eficiência ou de aplicabilidade, abrindo espaço para a abordagem semi-particionada. Esta estratégia distribui as tarefas pelos processadores, permitindo que apenas algumas tarefas específicas tenham permissão pera executar em dois ou mais processadores. Para que nenhuma destas tarefas específicas execute simultaneamente em mais de um processador, os algoritmos que seguem abordagens semi-particionadas definem reservas de tempo em que estas ocuparão os processadores, controlando a sua execução. Aproveitando-se de servidores, que garantem isolamento temporal entre tarefas que executam em um mesmo ambiente, este trabalho apresenta dois novos servidores como instrumento para implementar reservas de tempo, propondo dois novos algoritmos de escalonamento para sistemas de tempo real críticos em ambientes com múltiplos processadores que se utilizam destes servidores. Os experimentos realizados revelaram que os desempenhos destes algoritmos são comparáveis aos principais algoritmos de escalonamento relacionados, sendo que um dos algoritmos desenvolvidos foi provado ser ótimo com relação ao uso da capacidade computacional em múltiplos processadores.